Источник вторичного электропитания с импульсным регулированием

(51) 5 НОЗМЗ 335 ИСАБИЕ ИЗОБРЕТЕ ПАЗ,Е Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(УЗ) Киевское производственное объединение(ТЗ) Киевское производственное объединение(54) ИСТОЧНИК ВТОРИЧНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ(67 Использование: вторичные источники электропитания. Сущность изобретения: однотактную сх 2му широтно-импульсной модуляции используют для управления двухтактным конвертором, при этом исключается несимметрия временных параметров управляющих импульсов в каждом такте, что повышает надежность устройства в целом. Устройство представляет собой двухтактный конвертор с трансформаторным выходом, дпя регулирования которым используется шунтирование обмотки трансформатора управления через диодный мост на время, определяемое отднотактной схемой ШИМ пропорционально выходному напряжению устройства. 2 ил.Изобретение относится к электронике и может быть использовано для электропитания стаоилиэированным постоянным наи ряхен ием различных устройств радиоэлектронной аппаратуры.Известен ключевой регулятор, содержащий регулируемый полумостовой преобразователь с выпрямителем и фильтром нд входе и выходе, вспомогательный источник напряжения, деухтактную схему широтно- импульсного регулирования, входом соединенную с выходом устройства, а выходом через транзисторные ключи и трансформатор управления - с управляющими входами упомянутого преобразователя,Недостатком такого устройства яоляется наличие сложной схемы широтно-импульсного регулирования и повышенная мощность потребления от вспомогательного источника напряжения, так как в процессе работы для питания цепей управления не используется мощность самого преобразователя,Наиболее близким техническим решением к заявляемому по достигнутому эффекту и технической сущности является источник вторичного электропитания, содержащий регулируемый двухтактный конвертер с трансформаторным выходом, вспомогательный источник напряжения, два транзистора типа п-р-п, змиттеры и коллекторь 1 которых шунтированы диодами, двухтактную схему широтно-импульсной модуляции, имеющую два тактовых и один управляющий выход, управляющий трансформатор, первая и вторая вторичные обмотки которого, имеющие противоположную друг другу фазирооку выводов, под лючены соответственно к первому и второму входам управления конвертора, обмотка токовой обратной связи подключена последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора конвертора, а первая и вторая первичные обмотки включены последовательно-согласно, причем их общая точка соединена через балластный резистор с управляющим выходом схемы широтно-импульсной модуляции, крайние выводы соединены с соответствующими коллекторами упомянутых транзисторов, базы которых подключены к соответствующим тактовым выходам схемы широтно-импульсной модуляции.Данное устройство по сравнению с предыдущим имеет более низкую выходную мощность источника вспомогательного нап ряжения за счет того, что благодаря введению обмотки токовой обратной связи для управления силовыми ключами конвертора. используется в основном мощность самого 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 конвертора. Однако данное устройство, как и предыдущее, имеет тот же недостаток - наличие двухтактной схемы широтно-импульсной модуляции со сложным алгоритмом коммутации выводов пере.ичнь 1 х обмоток управляющего трансформатора. Кроме того, из-за различия во времени переключения транзисторов, осуществляющих коммутацию обмоток упоавляющего трансформатора, управляющие импульсы, поступающие на первый и второй входы конвертора, могут иметь неодинаковые длительности, что особенно сказывается при высокой частоте преобразования, то есть при малых абсолютных значениях длительности управляющих импульсов, Это приводит к неустойчиоой работе преобразователя на высокой частоте преобразования и, кроме того, к несимметричной работе выходного трансформатора конвертора, Указанные недостатки сникаот надежность устройства в целом.Целью изобретения является повышение надежности путем упрощения устройства и повышения устойчивости работы.Цель достигается тем, что в источник вторичного электропитания, содержащий регулируемый двухтактный конвертор с трансформаторным выходом, имеющий первый и второй входы управления, вспомогательный источник напряжения, транзистор типа п-р-п, подключенный к отрицательному выводу выхода конвертора, являкщегося выходом устройства, к отрицательному выводу вспомогательного источника напряжения и к анодам первого и второго диодов, трансформатор управления первая и вторая вторичные обмотки которого, имеющие противоположную друг другу фазировку выводов, подключены соответственно к первому и второму входам управления конвертора, обмотка токовой обратной связи соединена последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора конвертора, а первая и вторая первичные обмотки включены последовательно-согласно, причем их общая точка соединена с пероым выводом балластного резистора, а крайние свободные выводы первичных обмоток соединены с катодами соответственно первого и второго диодов, введены однотактная схема широтно-импульсной модуляции, третий и четвертый диоды и цепь включения конвертора, причем аноды третьего и четвертого диодов обьединены в общую точку с коллектором транзистора, база транзистора подсоединена к выходу однотактной схемы широтно-импульсной модуляции, соединенной входом с выходом устройства, входной положительный выводконвертора соединен с одним из его входов управлениячерез цепь включения конвертора, а второй вьвод балластного резистора соединен с положительным выводом вспомогательного источника напряжения,Совокупность отличительных от прототипа признаков (введение однотактной схемы широтно-импульсной модуляции, третьего и четвертого диодов, цепи включения конвертора и соответствующих связей) с другими существенными признаками заявленного технического решения дает новый положительный эффект, заключающийся в повышении надежности путем упрощения устройства и повышении устойчивости работы. Причем упрощение достигается за счет того, что для управления двухтактного конвертора используется однотактная схема широтно-импульсной модуляции, в то время как в устройстве-прототипе требуется применение двухтактной схемы широтно-импульсной модуляции. Кроме того, так как коммутация обмотками трансформатора управления в заявляемом устройстве в каждом такте осуществляется одним транзистором, обеспечивается идентичность временных параметоов управляощих импульсов, а следовательно, пов:-.шается устой ,ивость работы устройства,На фиг,", - функциональная схема устройства; на фиг.2 - электрическая принципиальная схема одного из возможных вариантов источника вторичного электропитания с импульсным регулированием,Устройство содержит (см. фиг, 1) регулируемый двухтактный конвертор 1. имеющий первый 2 и второй 3 входы управления, вспомогательный источник 4 напряжения, формирователь управляющего напряжения на транзисторе 5 типа п-р-п, подключенный к отрицательному выводу выхода 6 устройства, к отрицательному выводу вспомогательного источника 4 напряжения и к анодам первого 7 и второго 8 диодов, трансформатор 9 управления, первая 10 и вторая 11 вторичные обмотки которого, имеощие противоположную друг другу фаэировку выводов, подключены соответственно к первому 2 и второму 3 входам управления, обмотка 12 токовой обратной связи подключена последовательно к первичной обмотке выходного трансформатора конвертора 1, а первая 13 и вторая 14 первичные обмотки включены последовательно-согласно, причем их общая точка соединена через балластный резистор 15 с полохительным выводсм вспомогательного источника 5 напряжения, третий 15 и четвертый 16 диоды, подключенные катодами к коллектору тран 5 10 15 20 40 45 Щ тать е автоколебательномрежиме, причем его запуск производится током, поступающим на вход 3 управления через цепь 18 включения, а момент "опрокидывания" схемы (переключение транзисторных ключей конвертора) определяется моментом насыщения трансформатора 9.В процессе регулирования выходного напряжения Овых под воздействием схемы 17 в каждом такте осуществляется шунтирование обмоток 13, 14 трансформатора 9 управления. На время шунтирования обмотки 13, 14образуют замкнутый контур, напряжение на вторичных обмотках 10 и 11 уменьшается поабсолютной величине до уровня, при котором все транзисторные ключи запираются. После окончания шунтирования под воздействием энергии, накопленной в трансформаторе 9, на входах 2, 3 управления возникает напряжение, полярность которозистора , а анодал 1 и - соо атственно к катодам диодов 7 и 8 и к аварийным выводам обмоток 13. 14 трансформатора 9 (диоды 7, 8, 15, 16 образуют схему выпрямительного моста), однотактную схему 17 широтно-импульсной модуляции, подключенную входом к выходу б устройства, а выходом - к базе транзистора 5, цепь 18 включения, соединяющая положительный вывод входа 19 конвертора и входа 3 управления конвертора,Однотактная схема 17 ШИМ может быть"выполнена, например, в виде управляемогомул ьтивибратора с резистивно-емкостной связью.Источник вторичного электропитания работает следующим образом,Схема 17 ШИМ вырабатывает последовательность импульсов. Период следования импульсов - постоянный, адлительность отрицательного (активного) уровня импульса изменяется в зависимости от выходного напряжения устройства. Схема 17 управляет транзистором 5, образующим формирователь управляющего напряжения, который,работая в ключевом режиме, через диодный мост (диоды 7, 8, 15, 16) периодически шун-.тирует включенные последовательно обмотки 13, 14 трансформатора 9. Балластный резистор 15 задает минимально необходимый ток коллектора транзистора , уменьшающий до минимума время рассасыванияизбыточных носителей в базе при его выкл ючении. Двухтактнь 1 й конвертора 1 с трансформатором 9 управления в случае. если схема 17 на него не воздействует (транзистор 5закрыт), благодаря использованию обмотки 12 токовой обратной связи способен рабо.-О противоОло 1;нз г 10 лярност, котоозя быль нз указанных входах в предыдущем "акте (ДО моме 1 та ээу 1 роваия), Нзчизеэся 1 э"0;ой тз:т, 1 ри кОторо"тэзнзистОрн ь 1 й кл Оч конвертора, закрытый в предыдущем такыре, под воздействием нз входе отпирающего напряжения открывается, а гранзисторный кло 1, Открытый в;1 редыдущем такте, запирается, причеи процесс переключения каждого ключа усиг 1 ивается токовой обрат ной связьО благодаря обмотке 12, то есть транзисторные клочи конвертора 1 работают поочередно с паузой, ОггределяемОЙ схемОЙ 37 1.ЦИМ, гОддержиВая Н ВЫХОДЕ 6 УСТЭОЙСТВЗ ПОСТОЯННОЕ НЗ" 0 ряжение,,аким образом, в данном угтройстве для управения двухтактньм кОнвертором требуется применение не двухтьктной, з одИСТОЧНИК. ВТОРИ"НОГО ЗЛЕКТРОПИТАНИЯ С ИМПУЛЬСНЫМ РГГУЛИРОВАНИЕМ, содержащий дву,тзктный кон. вертор с выходным транс 1 ормзтором. ШИМ-регул.Тор с Формирователем поавля 101 цеГО:.1 з 11 рйкения, входом 1 годкл 10 че 11- нцй выходньм 1 эые,эдем ко;епторз, з ВЬ 1 УОЦОМ фЕЭЕЗ 1 раИСфорг"ЛТРфЭ "ПрЗВЛЕ 11 ИЯк уг 1 рзвля 11 эщ 1 им входам коветора, ОЬ" мотка Обрзтидй связи тгзнсфогэмзторз упрз 1 Лени 1 "оодиега встречно поделов;р льне с первично 4 Обмо"Ои выходно 10 трансформатора, первичная Обмотка трзнсформзтора управления вы 11 олнена со средней точкой, подкл 1 оченной к Эд,.Ому выводу бала тно О резистооа з кэай 111 э вьводы обмоткик ка 1 одзм первбго и второго диодов формигэовзтеля управля 1 ощего нагряжения, вкгпочающего транзистор и - р - п-типа, эмиттер которого нотактной схемы 1 э 1 лрот о-импульсной модуляции, что упрОщзе 1 устрОЙство в целом, Кроме того, поскольку в указанном устройстве коммутация обмоток трансформатора 5 управления в каждом такте осуществляетсяс помощью одного и того же транзистора, исключено различие в длительности управляющих импульсов каждого такта, что благоприятно сказывается на устойчивости 10 устройства, особенно при малых длительностях рабочих импульсов,(56) Блок электропитания ЕР - 08- 04. Руководство по эксплуатации, МЕРА-АР, Поль шэ, 1989, " "Бас А,АМиловзоров В,П, и МусолинА,К. Источники вторичного электропитания с бестра 1 С 1 Ормзторны входом, М,; Радио и связь, 1987, рис, 2, 19, 7-14.20 подклОчен к Отрицательному выводу вспомогательно о источника напряжения и к анодам первого и второго диодов, Оти 1 а-: ющийся тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения устройства и повы 1 е 11 я устолчивости в работе, ШИМОегулятор выполнен овнотзкт;-ым, форми- РОВЗТЕЬ УгГЭЗВЛ 10 ЩЕГО НЗПяжЕНИЯ вьПолнен нз Одногл транзисторе и в него введены также третий и четвертый диоды, катоды которых объединень с коллектором упомянутоо транзистора, база85 г 10 дклОчена к выходу ШИМ-регулятора,второй вывод балластного резистора соединен с полокительным выводом вспомогательного источни 1:а напряжения, гведеннзя цепь включения конвертора Од ним выводом подкл 10 чена к положительному входному вь 1 воду, а другим выводом - к одному из управляОщих входов конвертора.